直流電動(dòng)機(jī)是依靠直流電驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)，最常見(jiàn)的是以磁場(chǎng)產(chǎn)生的力使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。幾乎所有電流電動(dòng)機(jī)都有類(lèi)似的機(jī)構(gòu)，用機(jī)電或電子的方式，周期性的改變電動(dòng)機(jī)中電流的方向。

　　直流電動(dòng)機(jī)是最早使用的電動(dòng)機(jī)，可以用當(dāng)時(shí)的直流電照明電源系統(tǒng)來(lái)供電。直流電動(dòng)機(jī)的速度調(diào)整范圍很大，調(diào)整方式可以用改變電源電壓或是調(diào)整磁場(chǎng)強(qiáng)度。小型的直流電動(dòng)機(jī)會(huì)用在工具、玩具及家電上。交流整流子電動(dòng)機(jī)可以用直流電供電運(yùn)轉(zhuǎn)，是輕型的有刷電動(dòng)機(jī)，用在電池供電的動(dòng)力工具或是家電中。較大功率的直流電動(dòng)機(jī)可以用在電動(dòng)載具、電梯及吊車(chē)的動(dòng)力來(lái)源，也可以用在軋鋼廠的設(shè)備中。由于電力電子學(xué)的演進(jìn)，交流電動(dòng)機(jī)在許多應(yīng)用上已可以取代直流電動(dòng)機(jī)。

電動(dòng)機(jī)和電磁場(chǎng)

　　有電流的線圈會(huì)產(chǎn)生對(duì)正線圈中心的磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的方向和大小會(huì)隨電流的方向和大小而變化。

　　簡(jiǎn)單的直流電動(dòng)機(jī)包括了在定子上的永久磁鐵，以及由一圈或多圈線圈組成的電樞，線圈的導(dǎo)線外圍會(huì)有絕緣（漆包線），線圈內(nèi)會(huì)有軟鐵磁性的鐵芯以集中磁場(chǎng)。線圈多半會(huì)繞鐵芯轉(zhuǎn)許多圈，大電動(dòng)機(jī)可能會(huì)在線圈中有數(shù)個(gè)平行的電流路徑。線圈末端的線會(huì)連接到整流子。整流子可以在線圈旋轉(zhuǎn)時(shí)，配合外部的電源以及電刷，切換線圈中的電流方向（直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)是用電子電路切換直流電流的方向，因此不用電刷）。

　　電樞產(chǎn)生的電磁場(chǎng)強(qiáng)度和電流量、線圈大小以及卷繞方式有關(guān)。

　　打開(kāi)或是關(guān)閉特定線圈的順序決定有效電磁場(chǎng)的方向。用依次打開(kāi)及關(guān)閉線圈的方式可以產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和定子磁鐵（永久磁鐵或是電磁鐵）產(chǎn)生的磁場(chǎng)作用，會(huì)讓電樞產(chǎn)生力矩，使其轉(zhuǎn)動(dòng)。有些直流電動(dòng)機(jī)的定子會(huì)用電磁鐵產(chǎn)生磁場(chǎng)，對(duì)電動(dòng)機(jī)的控制效果會(huì)比較好。

　　功率較大的直流電動(dòng)機(jī)，會(huì)用強(qiáng)制風(fēng)冷的方式進(jìn)行冷卻。

　　不同的定子極數(shù)、電樞磁場(chǎng)，以及彼此連接的方式，會(huì)產(chǎn)生不同的速度／轉(zhuǎn)矩特性。直流電動(dòng)機(jī)的速度可以用改變電樞上的電壓來(lái)調(diào)整。若導(dǎo)入電樞電路或是場(chǎng)電流的變電阻，就可以進(jìn)行速度控制?，F(xiàn)在的直流電動(dòng)機(jī)是用電力電子系統(tǒng)來(lái)控制，是用將直流電流截波的方式調(diào)整電壓，將其以固定的周期開(kāi)啟及關(guān)閉，以產(chǎn)生較低的電壓。

　　串接繞線式直流電動(dòng)機(jī)在低速時(shí)可以產(chǎn)生最大的轉(zhuǎn)矩，因此常用在牽引應(yīng)用中，例如電氣化鐵路。長(zhǎng)久以來(lái)，直流電動(dòng)機(jī)是電動(dòng)火車(chē)頭及柴油火車(chē)頭、街車(chē)/電車(chē)和柴油電動(dòng)鉆機(jī)的主流牽引電動(dòng)機(jī)。1870年引進(jìn)直流電動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)機(jī)械的輸電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，引發(fā)了第二次工業(yè)革命。直流電動(dòng)機(jī)可以直接用可充電的電池供電，提供了最早期的電動(dòng)車(chē)，并且驅(qū)動(dòng)許多無(wú)電線的工具?，F(xiàn)今的直流電動(dòng)機(jī)仍出現(xiàn)在許多的應(yīng)用中，小到玩具或磁盤(pán)機(jī)，大到操作鋼軋機(jī)和造紙機(jī)。有分激磁場(chǎng)的大型直流電動(dòng)機(jī)會(huì)用在礦坑吊車(chē)的卷繞機(jī)，配合閘流體驅(qū)動(dòng)器可以產(chǎn)生大轉(zhuǎn)矩，也可以用平順的速度控制?，F(xiàn)今這類(lèi)應(yīng)用已被用變頻器驅(qū)動(dòng)的大型交流電動(dòng)機(jī)所取代。

　　若外部的機(jī)械功率對(duì)直流電動(dòng)機(jī)做功，直流電動(dòng)機(jī)會(huì)類(lèi)似直流發(fā)電機(jī)（dynamo）。此功能會(huì)用來(lái)使直流電動(dòng)機(jī)減速，若在電動(dòng)車(chē)、街車(chē)或是電動(dòng)火車(chē)上，可以將產(chǎn)生的電能給電池充電，或是回饋給直流電源。這稱之為再生制動(dòng)。在柴電火車(chē)上也會(huì)用直流電動(dòng)機(jī)當(dāng)成發(fā)電機(jī)來(lái)使火車(chē)減速，但是會(huì)將電能消耗在電阻上，較新型的設(shè)計(jì)會(huì)加入大的電池組，希望可以回收部分的能量。

有刷電動(dòng)機(jī)

　　主條目：直流有刷電動(dòng)機(jī)

　　直流有刷電動(dòng)機(jī)由直流電池供電，利用內(nèi)部的機(jī)械換相機(jī)制，來(lái)產(chǎn)生力矩。定子上的永久磁鐵提供定子的磁場(chǎng)。載流導(dǎo)線在外加磁場(chǎng)中會(huì)受力（洛倫茲力），以此產(chǎn)生力矩。在電動(dòng)機(jī)中，洛倫茲力的大小（綠色箭頭的長(zhǎng)度）以及產(chǎn)生的力矩，都是轉(zhuǎn)子角度的函數(shù)，因此轉(zhuǎn)矩會(huì)周期性的變化，稱為轉(zhuǎn)矩漣波。這是二極的電動(dòng)機(jī)，換相器會(huì)包括一個(gè)滑環(huán)，每半圈就會(huì)變換一次電流的方向。

　　直流有刷電動(dòng)機(jī)利用內(nèi)部的換相器（整流子）、定子磁鐵（永久磁鐵或是電磁鐵）及旋轉(zhuǎn)的電磁鐵，利用直流電源來(lái)產(chǎn)生力矩。

　　直流有刷電動(dòng)機(jī)的好處是初期成本低，高可靠度，控制電動(dòng)機(jī)速度的方式簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)是高強(qiáng)度使用下的高維護(hù)成本以及低生命周期。維護(hù)包括定期更換整流子上導(dǎo)電的碳刷以及彈簧，也需要清潔或更換整流子。這些設(shè)備是將外部電源傳送到電動(dòng)機(jī)內(nèi)部必要的零組件。

　　碳刷一般是用碳或是石墨所制，有時(shí)會(huì)加入銅粉以增加導(dǎo)電性。在使用時(shí)，軟的碳刷材料會(huì)磨損，以符合整流子的半徑，而且會(huì)繼續(xù)磨損。碳刷架有彈簧，在碳刷變短時(shí)仍維持其壓力。若碳刷承載的電流超過(guò)一安培或二安培，會(huì)有飛線放在電刷中，并且和電動(dòng)機(jī)端子連接。非常小功率的電動(dòng)機(jī)會(huì)用金屬電刷架上的滑動(dòng)接觸來(lái)傳導(dǎo)電刷上的電流，或是用接觸彈簧壓在電刷末端。若是非常小功率，短壽命的電動(dòng)機(jī)（例如玩具中的電動(dòng)機(jī)），會(huì)用與換向器接觸的折疊金屬帶來(lái)當(dāng)作電刷。

直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)

　　主條目：直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)和切換式磁阻電動(dòng)機(jī)

　　典型的直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)會(huì)在轉(zhuǎn)子上放永久磁鐵，配置定子上的電磁鐵使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。電動(dòng)機(jī)控制器會(huì)將直流電轉(zhuǎn)換為交流電。這種電動(dòng)機(jī)在機(jī)械設(shè)計(jì)上比較簡(jiǎn)單，不用考慮將外部電源傳遞到轉(zhuǎn)子的機(jī)構(gòu)。電動(dòng)機(jī)控制器可以用霍爾效應(yīng)感測(cè)器或是類(lèi)似元件感測(cè)轉(zhuǎn)子角度，來(lái)調(diào)整電流時(shí)序及相位，以達(dá)到力矩最大化、能量轉(zhuǎn)換、速度控制，甚至部分的剎車(chē)機(jī)能。也有些電動(dòng)機(jī)控制器沒(méi)有位置感測(cè)器（sensorless），利用電流量測(cè)以及電動(dòng)機(jī)的相關(guān)參數(shù)來(lái)推算轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速。無(wú)刷電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)包括壽命長(zhǎng)，幾乎不需要保養(yǎng)，以及其高效率。其缺點(diǎn)是初期成本高、電動(dòng)機(jī)速度控制器復(fù)雜等。有些無(wú)刷電動(dòng)機(jī)會(huì)稱為“同步電動(dòng)機(jī)”，不過(guò)此“同步”的意思是轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速和定子上交流電對(duì)應(yīng)的機(jī)械轉(zhuǎn)速相同（若是感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和定子上交流電對(duì)應(yīng)的機(jī)械轉(zhuǎn)速之間會(huì)存在滑差），不是轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和交流電源對(duì)應(yīng)的機(jī)械轉(zhuǎn)速同步。

無(wú)整流子的電動(dòng)機(jī)

　　有些直流電動(dòng)機(jī)不需要整流子。

• 　　單極電動(dòng)機(jī)：?jiǎn)螛O電動(dòng)機(jī)有一個(gè)沿著旋轉(zhuǎn)軸的磁場(chǎng)，以及一個(gè)在同一點(diǎn)，但和磁場(chǎng)不平行的電流?！皢螛O”是指其中沒(méi)有極性的變化。單極電動(dòng)機(jī)的線圈只允許一圈，因此其電壓很低，這也限制此電動(dòng)機(jī)在實(shí)務(wù)上的應(yīng)用。

• 　　滾珠軸承電動(dòng)機(jī)：滾珠軸承電動(dòng)機(jī)是一種特殊的電動(dòng)機(jī)，其中包括二個(gè)滾珠軸承，軸承內(nèi)圈接在共同的的導(dǎo)電襯套上，軸承外圈接在大電流的低壓電源上。另一種架構(gòu)是外圈在金屬管內(nèi)，內(nèi)圈在一個(gè)不導(dǎo)電的軸上。滾珠軸承電動(dòng)機(jī)的好處是軸會(huì)以類(lèi)似飛輪的形式旋轉(zhuǎn)，滾珠軸承電動(dòng)機(jī)需要外力輔助才能開(kāi)始旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)方向會(huì)依照一開(kāi)始時(shí)的旋轉(zhuǎn)方向而定。

永磁電動(dòng)機(jī)

　　永磁電動(dòng)機(jī)沒(méi)有定子的場(chǎng)繞組，是用永久磁鐵來(lái)產(chǎn)生磁場(chǎng)，和轉(zhuǎn)子的磁場(chǎng)交互動(dòng)作來(lái)產(chǎn)生力矩。大電動(dòng)機(jī)也可能有和電樞串聯(lián)的補(bǔ)償場(chǎng)繞組，以改善在有載時(shí)的換流。因?yàn)槠浯艌?chǎng)為定值，無(wú)法用來(lái)進(jìn)行速度控制。永磁定子的電動(dòng)機(jī)可以減少場(chǎng)繞組的熱能消耗，常用在電動(dòng)機(jī)小型化上。大部分大型的直流電動(dòng)機(jī)屬于有定子繞組的dynamo型。永磁電動(dòng)機(jī)無(wú)法在拆解時(shí)維持其高磁通的狀態(tài)。若要有高磁通，場(chǎng)繞組會(huì)是比較實(shí)用的作法。不過(guò)大型的永磁電動(dòng)機(jī)很貴，在組裝時(shí)較危險(xiǎn)，難度也比較高，大電動(dòng)機(jī)使用定子場(chǎng)繞組的還是比較多。

　　為了減少整體的體積以及重量，小型化的永磁電動(dòng)機(jī)會(huì)用釹或是其他策略性材料，多半會(huì)使用釹鐵硼磁鐵。大功率的永磁電動(dòng)機(jī)磁通密度較高，和完全最佳化設(shè)計(jì)的單饋同步電動(dòng)機(jī)或感應(yīng)電動(dòng)機(jī)相比，至少有相近的競(jìng)爭(zhēng)力。

繞線電動(dòng)機(jī)

　　主條目：交流整流子電動(dòng)機(jī)

　　繞線電動(dòng)機(jī)依定子場(chǎng)線圈和轉(zhuǎn)子電樞線圈，可以依電路分為三類(lèi)：串聯(lián)，并聯(lián)（或分激），以及混合串聯(lián)及并聯(lián)的復(fù)激，每一種都有其速度／轉(zhuǎn)矩曲線，適合不同的負(fù)載特性。

串激配線

　　串激電動(dòng)機(jī)將電樞繞組以及場(chǎng)繞組串聯(lián)，串聯(lián)后接到直流電源上。其電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速是負(fù)載力矩以及電流的非線性函數(shù)。電流會(huì)影響電樞電流以及場(chǎng)電流，因此會(huì)有平方的效果。串激電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩很高，適合用在高慣量負(fù)載的啟動(dòng)，例如火車(chē)、電梯或是吊車(chē)等。這種速度／轉(zhuǎn)矩特性也適合用在拉鏟挖掘機(jī)的應(yīng)用，該工具在無(wú)載時(shí)會(huì)快速移動(dòng)，在有載時(shí)會(huì)緩慢移動(dòng)。

　　串激電動(dòng)機(jī)不能在無(wú)載條件下啟動(dòng)。若串激電動(dòng)機(jī)沒(méi)有負(fù)載，其電流很小，場(chǎng)繞組產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)也會(huì)很小，因此電樞會(huì)加速，設(shè)法增加反電動(dòng)勢(shì)以抵消電源。電動(dòng)機(jī)最后會(huì)因?yàn)樗俣冗^(guò)快而損壞，稱為失控（runaway）狀況。

　　有一種稱為交流整流子電動(dòng)機(jī)的串激電動(dòng)機(jī)也可以用交流電驅(qū)動(dòng)。因?yàn)殡姌须娏骷皥?chǎng)繞組電流會(huì)一起改變方向，所產(chǎn)生的力矩仍是同向不會(huì)改變。不過(guò)這種電動(dòng)機(jī)用交流電運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，會(huì)轉(zhuǎn)的比較慢，因?yàn)榻涣麟娏鬟^(guò)電感，會(huì)有電抗電壓降，直流電不會(huì)有此損耗。此速度和電源頻率無(wú)關(guān)，因此交流整流子電動(dòng)機(jī)可以運(yùn)轉(zhuǎn)的比同步轉(zhuǎn)速還快，相對(duì)于同功率的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)而言，交流整流子電動(dòng)機(jī)比較輕。因此適用于手持的工具。商用工頻的交流整流子電動(dòng)機(jī)一般是小功率的，不會(huì)超過(guò)1kw。不過(guò)軌道車(chē)輛會(huì)用大功率的交流整流子電動(dòng)機(jī)，用特殊的牽引功率網(wǎng)絡(luò)提供低頻電源，以避免重載或負(fù)載變化時(shí)換相的問(wèn)題。

分激配線

　　分激（shunt）直流電動(dòng)機(jī)會(huì)讓場(chǎng)繞組和電樞繞組并聯(lián)到相同的直流電壓源。這類(lèi)電動(dòng)機(jī)的速度控制效果很好，就算是負(fù)載變化時(shí)也是一樣，但沒(méi)有串聯(lián)式的啟動(dòng)特性。直流電動(dòng)機(jī)一般用在工業(yè)，可調(diào)速的應(yīng)用，例如機(jī)床、收卷機(jī)或放卷機(jī)、張力控制機(jī)等。

復(fù)激配線

　　復(fù)激連接的直流電動(dòng)機(jī)，有和電樞繞組串聯(lián)的場(chǎng)繞組，也有和電樞繞組并聯(lián)的場(chǎng)繞組，以得到串激及并激直流電動(dòng)機(jī)的特性。這類(lèi)電動(dòng)機(jī)用在同時(shí)需要高啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩以及良好速度控制特性的應(yīng)用。這種電動(dòng)機(jī)可以用二種組態(tài)置：cumulatively或differentially。Cumulative復(fù)激直流電動(dòng)機(jī)會(huì)連接串聯(lián)場(chǎng)繞組以輔助并聯(lián)繞組，可以有較高的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，但速度控制效果較差。Differential復(fù)激直流電動(dòng)機(jī)的速度控制效果很好，一般是在定速下運(yùn)作。

和交流電動(dòng)機(jī)的比較

　　直流電動(dòng)機(jī)（DC Motor）的好處為在控速方面比較簡(jiǎn)單，只須控制電壓大小即可控制轉(zhuǎn)速，但此類(lèi)電動(dòng)機(jī)不宜在高溫、易燃等環(huán)境下操作，許多直動(dòng)電動(dòng)機(jī)中需要以碳刷作為電流變換器（Commutator）的部件（直流有刷電動(dòng)機(jī)），所以需要定期清理炭刷磨擦所產(chǎn)生的污物。無(wú)碳刷之直流電動(dòng)機(jī)稱為直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)，相對(duì)于有刷，無(wú)刷電動(dòng)機(jī)因?yàn)樯倭颂妓⑴c軸的摩擦因此較省電也比較安靜。制作難度較高、價(jià)格也較高。

　　交流電動(dòng)機(jī)（AC Motor）則可以在高溫、易燃等環(huán)境下操作，而且不用定期清理碳刷的污物，但在控速上比較困難，因?yàn)榭刂平涣麟妱?dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速需要控制交流電的頻率（或使用感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，用增加內(nèi)部阻力的方式，在相同交流電的頻率下降低電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速），控制其電壓只會(huì)影響電動(dòng)機(jī)的扭力。一般工業(yè)用直流電動(dòng)機(jī)之電壓有AC 110V(125V)和AC 220V兩種。

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